Бесплатные калькуляторы
⌕ Поиск

Примеры запросов: процентыипотекаплощадь✓ 990 работающих калькуляторов

АСТРОФИЗИКА · ОНЛАЙН

Постоянная Хаббла по расстояниям и скоростям галактик

Закон Хаббла утверждает, что скорость удаления далёких галактик пропорциональна расстоянию: v = H₀·d. Коэффициент H₀ — постоянная Хаббла — показывает, на сколько километров в секунду растёт скорость с каждым мегапарсеком. Чтобы найти её по выборке, через точки «расстояние — скорость» проводят прямую методом наименьших квадратов. Калькулятор выдаёт наклон (H₀), свободный член, прогноз скорости для нужного расстояния и коэффициент R².

✓ Бесплатно⌁ С пояснением✦ Без регистрации
▦
КАЛЬКУЛЯТОР

Введите данные

Расстояния в мегапарсеках, не меньше двух различных значений.
Лучевые скорости удаления в том же порядке, что и расстояния.
Для какого расстояния оценить скорость удаления по найденной прямой.
✓ Исходные значения передаются серверу только для выполнения расчёта. Регистрация не нужна.
ВАШ РЕЗУЛЬТАТ✓ Вычислено

Линейная регрессия

Свободный член37,492795
Наклон70,011527
Прогноз y(x)3 538,069164
R²0,999666
Наблюдений5

«Копировать картинку» помещает изображение результата в буфер обмена без сохранения файла — его можно сразу вставить в мессенджер или документ. Картинка и PDF содержат ссылку на calc-calc.ru.

Метод наименьших квадратов для зависимости y=a+b·x; R² измеряет качество подгонки на исходных наблюдениях, но не гарантирует прогноз вне обучающего диапазона.

Был ли калькулятор полезен?Одно касание — и мы поймём, какие инструменты улучшать.
ПОДРОБНЫЙ РАЗБОР · ФОРМУЛЫ И ПРИМЕРЫ

Постоянная Хаббла по расстояниям и скоростям галактик: наклон прямой v(d)

Закон Хаббла — один из основных наблюдательных фактов космологии: чем дальше галактика, тем быстрее она удаляется от нас. Коэффициент пропорциональности — постоянная Хаббла H₀. Чтобы оценить её по выборке галактик, достаточно найти наклон прямой на графике «скорость — расстояние».

Калькулятор делает это методом наименьших квадратов. Ниже показаны формулы, условный пример, смысл свободного члена и R² и ограничения, с которыми нужно считаться.

Закон Хаббла и смысл постоянной

Закон записывают как v = H₀·d. Расстояния в космологии измеряют мегапарсеками (1 Мпк ≈ 3,26 млн световых лет), скорости — в км/с, поэтому H₀ получается в км/с на Мпк. Значение H₀ = 70 км/с/Мпк означает, что галактика на расстоянии 100 Мпк удаляется со скоростью 7000 км/с, а на расстоянии 10 Мпк — только 700 км/с.

На графике это прямая, наклон которой и есть H₀. Если точек несколько, наклон находят подгонкой, чтобы случайные ошибки отдельных измерений усреднились. Чем больше галактик и чем шире диапазон расстояний, тем устойчивее оценка наклона.

Как работает подгонка прямой

Метод наименьших квадратов выбирает наклон и свободный член так, чтобы сумма квадратов отклонений скоростей от прямой была минимальной. Наклон равен ковариации расстояний и скоростей, делённой на дисперсию расстояний, а свободный член подбирается так, чтобы прямая проходила через средние значения.

Коэффициент R² показывает долю разброса скоростей, объяснённую прямой. Значение 0,9997 говорит о почти точной пропорциональности, а R² около 0,8 — о значительном разбросе.

Пример: условная выборка из пяти галактик

Расстояния 10; 25; 40; 60; 85 Мпк и скорости 720; 1790; 2830; 4300; 5950 км/с дают H₀ ≈ 70,01 км/с/Мпк, свободный член v₀ ≈ 37,5 км/с и R² ≈ 0,9997. Для расстояния 50 Мпк прогноз составляет около 3538 км/с.

Выборка условная и сделана для демонстрации расчёта. Для 7000 км/с на 100 Мпк H₀ = 70 км/с/Мпк, а величина 1/H₀ ≈ 14 млрд лет задаёт порядок возраста Вселенной при постоянной скорости расширения.

Собственные движения и выбор галактик

Помимо хаббловского разбегания, у галактик есть собственные скорости в сотни км/с из-за притяжения соседей. Для близких галактик это сравнимо с самой скоростью удаления, и точки разбросаны, поэтому для оценки H₀ берут галактики на расстояниях в десятки и сотни мегапарсеков.

Свободный член v₀ — удобный диагностический признак: если он значительно отличается от нуля, стоит проверить данные на систематические ошибки.

Границы расчёта

Калькулятор не оценивает погрешность H₀ и не выбирает «правильное» значение: он обрабатывает введённые данные. Опубликованные значения постоянной Хаббла, полученные разными методами, различаются, и сравнивать их нужно по первоисточникам.

Линейный закон справедлив при небольших красных смещениях. Для далёких объектов нужна космологическая модель, а расстояния определяют отдельно.

Формула расчёта

ОСНОВНАЯ ФОРМУЛА

v = H₀·d + v₀, H₀ = Σ(dᵢ − d̄)(vᵢ − v̄) / Σ(dᵢ − d̄)²

Проверенные примеры

Условная выборка из пяти галактик

Расстояния 10; 25; 40; 60; 85 Мпк, скорости 720; 1790; 2830; 4300; 5950 км/с.

H₀ ≈ 70,01 км/с/Мпк, v₀ ≈ 37,5 км/с, R² ≈ 0,9997; для 50 Мпк скорость ≈ 3538 км/с.

Точная пропорциональность

Скорости 700; 1400; 2100 км/с на расстояниях 10; 20; 30 Мпк.

H₀ = 70 км/с/Мпк, v₀ = 0, R² = 1.

Две галактики

10 Мпк — 700 км/с, 100 Мпк — 7000 км/с.

H₀ = (7000 − 700)/(100 − 10) = 70 км/с/Мпк; R² не информативен для двух точек.

Как пользоваться онлайн-калькулятором

  1. Соберите расстояния до нескольких галактик в мегапарсеках и скорости их удаления в км/с.
  2. Введите расстояния в первое поле, скорости — во второе, в одном порядке.
  3. Укажите расстояние d*, для которого нужно оценить скорость.
  4. Нажмите «Вычислить»: наклон — это H₀ в км/с на Мпк, а R² показывает, насколько точки лежат на прямой.
ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ

Частые вопросы

Почему свободный член не равен нулю?

Из-за случайных ошибок и собственных движений галактик. Если v₀ мало по сравнению с v, закон Хаббла выполняется хорошо; большое значение указывает на систематическую ошибку данных.

Подходят ли близкие галактики?

Для галактик на расстояниях в единицы мегапарсеков собственные движения сравнимы с хаббловским разбеганием, и разброс точек велик. Для оценки H₀ берут более далёкие объекты.

Это современная точная оценка H₀?

Нет. Калькулятор обрабатывает введённые вами данные; опубликованные значения H₀ разных методов различаются, и их нужно брать из первоисточников.

Как перевести H₀ в обратное время?

Величина 1/H₀ имеет размерность времени: 1/(70 км/с/Мпк) ≈ 14 млрд лет (примерная оценка возраста при постоянной скорости расширения).

Похожие калькуляторы

ПОДЕЛИТЬСЯ ИНСТРУМЕНТОМ

Встроить на свой сайт

Вставьте этот код в HTML-блок на своём сайте. Посетители смогут пользоваться калькулятором без перехода.

Прямая ссылка: https://calc-calc.ru/embed/calc_030233/

Предварительный просмотр